Electrode Materials
전극 재료

전이금속 고엔트로피 산화물(HEO)은 우수한 전기화학적 특성과 우수한 장기 사이클링 안정성으로 인해 리튬 이온 배터리(LIB)의 유망한 전극 재료입니다.

현재, 유기 전극 재료는 리튬 이온 배터리(LIB)에서 유망한 전망을 보여주고 있습니다.

다공성 탄소 섬유(PCF)는 에너지 저장 장치의 전극 재료로 유망한 전망을 가지고 있습니다.

전이금속 코발타이트 MCo2O4(M=Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Zn)와 그래핀계 복합재료는 높은 전자수송능력을 가지고 있어 슈퍼커패시터 및 에너지저장소자 분야에서 유망한 전극재료로 각광받고 있다. 및 다차원 형태학적 구조에 의한 높은 전하 저장.

다중 스케일 계층을 갖는 3D 탄소 기반 재료는 전기화학적 에너지 저장 및 변환 응용을 위한 유망한 전극 재료이지만 효율적이고 대규모로 합성하는 것은 여전히 ​​큰 도전입니다.

바이오모프 설계를 통해 전기화학적 에너지 저장 장치에 적합한 전극 재료를 개발하는 것은 바이오 아키텍처에서 파생된 환상적인 특성으로 인해 흥미로운 주제가 되었습니다.

많은 종류의 전극 재료 중에서 금속 유기 프레임워크(MOF)는 슈퍼커패시터 전극 재료로서 높은 비표면적 및 큰 기공 부피와 같은 고유한 특성을 가지고 있습니다.

금속-유기 프레임워크(MOF)의 개발은 고유한 형태를 합성하여 새로운 슈퍼커패시터 전극 재료로 사용할 수 있는 원본 또는 희생 템플릿의 새로운 경로를 엽니다.

이러한 탁월한 전기화학적 특성은 고성능 슈퍼커패시터를 위한 기존 전극 재료를 대체할 폐기물 유래 복합 전극 재료의 가능성을 강조합니다.

이러한 결과는 고성능 슈퍼커패시터 전극 재료 개발에서 CNS-3의 큰 잠재력을 나타냅니다.

나트륨 이온 배터리의 추가 성능 향상을 위해서는 더 나은 성능의 전극 재료, 특히 양극이 필요합니다.

P2 층으로 된 나트륨 이온 배터리(NIB) 음극은 높은 Na+ 이동도와 비교적 높은 용량을 가진 유망한 Na 이온 전극 재료입니다.

전이금속 산화물 중공 구조의 합성은 비교적 완벽했지만 구조가 우수하고 비정전용량이 높은 혼합 전이금속 황화물을 슈퍼커패시터용 전극 재료로 만드는 것은 극히 어려운 일이다.

이를 위해 전도성 고분자, 버섯과 같은 바이오매스 첨가제, 전극 물질인 전이금속산화물(GMO) 등을 에너지 저장에 사용되는 슈퍼커패시터에 대해 전기화학적으로 조사하였다.

고성능 웨어러블 슈퍼커패시터를 위해 높은 에너지 밀도와 우수한 유연성을 동시에 갖는 새로운 종류의 전극 재료를 개발하는 것은 큰 도전입니다.

높은 에너지 밀도와 높은 속도 성능을 가진 리튬 티타네이트 전극 재료의 준비는 상용화에 큰 의미가 있습니다.

요약 전극 재료의 지속적인 진화는 오늘날의 에너지 저장 시스템의 필요성에 여전히 부합하지 않으며 적용 범위를 제한합니다.

이 특별호는 전극 재료 및 열 에너지 저장 시스템에 대한 혁신적인 설계와 뛰어난 음이온 교환막 연료 전지를 구성하기 위한 온도 및 반응물 가습에 대한 효과적인 실험적 근거가 있는 에너지 저장 및 변환을 위한 첨단 재료에 대한 5개의 독창적인 전체 길이 기사로 구성되어 있습니다. , 도입되었습니다.

우수한 리튬 이온 저장 특성을 위해 비용량이 높은 새로운 전극 재료를 개발하는 것이 매우 바람직합니다.

전도성 탄소 코팅과 산소 결손으로 전극 재료를 구성하는 이 전략은 높은 비 용량과 우수한 속도 성능을 가진 고급 양극을 엔지니어링할 수 있는 유망한 방법을 제공합니다.

높은 비정전용량을 기반으로 하는 NiO 다공성 탄소 나노복합체는 위의 결과에 따라 슈퍼커패시터용으로 가장 유망한 전극 재료 중 하나입니다.

슈퍼커패시터의 에너지 밀도를 향상시키기 위해 비정전용량이 높은 전극 재료를 탐색하는 것이 중요합니다.

금속 칼코겐화물과 탄소 복합체로 구성된 전도성 및 산화 환원 활성 전극 재료의 합리적인 설계는 고성능 에너지 저장 장치 개발에 유망한 주목을 받고 있습니다.

본 연구는 초고율 전극 물질에 대한 구조-물성 관계에 대한 근본적인 이해를 향상시킬 뿐만 아니라 높은 에너지 및 전력 밀도를 모두 갖춘 고성능 에너지 저장 장치의 합리적인 설계를 위한 귀중한 지침을 제공합니다.

우리는 등록된 향상된 SC 매개변수를 탄소 전극 재료의 총 불소 함량 및 높은 비표면적의 증가와 연관시킵니다.

DWHNS Sn/MoS2@C는 풍부한 내부 공간과 높은 비표면적을 나타내므로 Li+/Na+/K+ 저장을 위한 더 많은 지지점을 제공하고 주석 기반 전극 재료의 부피 효과를 어느 정도 완화합니다.

N-도핑된 탄소 나노튜브와 환원그래핀옥사이드 나노시트의 시너지 효과는 우수한 전기 전도성을 제공하고 전극 재료의 구조적 안정성을 유지하는 데 유리하여 안정적인 사이클링 성능과 우수한 속도 성능으로 이어집니다.

개별 환원그래핀옥사이드(rGO) 나노시트를 기반으로 하는 효율적인 전극 재료는 rGO, 스티렌 단량체 및 디비닐벤젠을 포함하는 제자리 중합 공정을 통해 폴리스티렌(rGO-PS)으로 기능화하여 생산됩니다.

최근 몇 년 동안 전이 금속 기반 재료는 조정 가능한 전기 촉매 활성 및 지구 풍부함으로 인해 수소 발생 반응(HER) 및 산소 발생 반응(OER)에 대한 탁월한 전극 재료로 일반적으로 사용됩니다.

또한 아세트산을 첨가하면 1-T-MoS2의 응집을 방지하여 전극 재료의 안정성을 증가시켜 장기적인 수소 발생 반응 및 비용 제어에 도움이 됩니다.

공동 도핑된 MoS2/N, S-rGO 합성물은 높은 전력 밀도와 높은 에너지 밀도를 가진 슈퍼커패시터의 유망한 전극 재료로 사용될 수 있습니다.

HSC(Hybrid SuperCapacitors)는 에너지 저장 장치 분야에서 높은 전력 밀도와 긴 수명을 가진 하이브리드 슈퍼 커패시터(Hybrid Supercapacitor, HSC)에 대한 관심이 높아지고 있지만 HSC는 활성 부위가 충분하지 않고 전자 전도성이 좋지 않아 낮은 에너지 밀도로 인해 폭넓은 적용에 한계가 있습니다. 전극 재료.

마지막으로, 이러한 논의와 이해가 어떻게 스퍼터링된 나노구조(전극 재료로서)가 차세대 에너지 기술의 개발을 촉진할 수 있는지 살펴보는 것으로 결론을 맺습니다.

여기에서 개발된 다용도 무용액 건식 전략은 차세대 에너지 저장 시스템을 위한 다양한 전극 재료를 엔지니어링하는 길을 열어줍니다.

상대적으로 높은 이론적 용량을 갖는 바나듐 기반 산화물은 에너지 변환 및 저장을 향상시키기 위한 유망한 전극 재료로 간주되어 왔습니다.

전이 금속 인화물은 우수한 전기 전도성과 높은 이론 용량으로 인해 고성능 배터리 유형 전극 재료에 대한 큰 가능성을 가지고 있습니다.

하이브리드 저장 시스템에는 효율적인 정전 용량과 긴 수명을 가진 전극 재료가 필요합니다.

수성 전해질 매질에서 탄소질 전극 재료를 사용하여 우수한 전력 밀도, 에너지 밀도 및 긴 사이클 수명을 갖는 고체 상태 대칭 슈퍼커패시터(SSC)의 설계는 여전히 큰 과제로 남아 있습니다.

따라서 준비된 Ni-Co-P-S 전극 재료는 3전극 시스템에서 우수한 전기화학적 성능을 나타내어 4A/g에서 2744 F/g의 높은 비정전용량을 나타냅니다.

이러한 특성으로 인해 현재 지배적인 리튬 기반 배터리(예:

여과지를 전구체로 채택하고 650°C의 상대적 낮은 온도에서 손쉬운 탄화 및 활성화 공정을 결합하여 규칙적이고 계층적인 다공성 탄소 전극 재료를 얻어 고성능 슈퍼 커패시터를 조립합니다.

이 계층적 다공성 탄소는 높은 전류밀도에서도 슈퍼커패시터의 전극재료로 사용될 때 우수한 전기화학적 특성을 보인다.

전극 재료의 일종인 제올라이트 이미다졸 프레임워크는 높은 다공성, 큰 비표면적 및 구조적 다양성으로 인해 슈퍼커패시터에 대한 광범위한 관심을 불러일으켰습니다.

할로이사이트 나노튜브(HNT)는 풍부한 천연 매장량, 무독성, 큰 비표면적 등과 같은 많은 장점을 가지고 있기 때문에 슈퍼커패시터용 전극 재료 연구에 널리 관심을 보였습니다.

2차원(2D) 재료는 높은 표면적과 우수한 전기적, 열적 및 기계적 특성을 소유한 이차 이온 배터리의 전극 재료로서 광범위한 열광을 받고 유망한 후보가 되었습니다.

3D 구조의 금속 기반 전극 재료를 호스트로 사용하여 리튬 금속을 저장하는 것은 친친유성 부위가 있는 높은 표면적을 제공하여 리튬 수지상 돌기 성장을 억제할 가능성이 있지만, 고체 전해질과의 단단하고 불규칙한 계면은 배터리에 해롭습니다. 성능.

활성탄 기반 전극 재료는 넓은 표면적과 다공성 구조로 인해 슈퍼 커패시터, 연료 전지 및 배터리의 응용 분야에 유망합니다.

큰 표면적, 높은 전하 캐리어 이동도, 독특한 화학적 및 전자적 특성을 갖는 적층 구조 2D 재료는 충전식 리튬/나트륨 이온 배터리(SIB)용 전극 재료로서 여러 이점을 제공합니다.

Mo 기반 물질은 높은 이론 용량, 탁월한 전기화학적 활성 및 가역적 산화환원 반응으로 인해 의사 커패시터의 활성 전극 물질로 광범위하게 사용되었습니다.

Na/S 배터리의 황 음극은 약 1675 mA h g-1의 매우 높은 이론적 비용량과 1230 W h kg-1의 비에너지(이는 리튬 이온 배터리의 LiCoO2 음극보다 5배 이상 높음)를 가지고 있습니다. 전극 재료의 풍부함과 비용 효율성 외에도.

층상 이중 수산화물(LDH) 재료는 높은 정전용량, 넓은 표면적 및 빠른 산화환원 반응으로 인해 슈퍼커패시터(SC)에 이상적인 전극 재료입니다.

층상 이중 수산화물(LDH)은 조정 가능한 층상 구조/구성 및 저렴한 비용으로 인해 슈퍼커패시터에 적합한 유사 용량성 전극 재료로 간주되어 왔습니다.

전극 재료 및 전체 전지 커패시터의 전기화학적 성능은 순환 전압전류법, 정전류 충방전 및 전기화학적 임피던스 분광법 측정에 의해 연구됩니다.

전기화학적 활성은 순환 전압전류법(CV) 및 전극 재료의 필적할만한 효율과 가역성을 나타내는 정전류 충전-방전(GCD)에 의해 평가됩니다.

이러한 결과는 결과적으로 NSC가 탄소 기반 전극 재료에 대한 경쟁 후보가 될 수 있음을 보여 주며, 이 작업은 전기 이중층 커패시터용 이중 도핑 활성탄을 제조하기 위한 손쉬운 합성 전략으로 귀중한 탐색이 될 것입니다.

전기 이중층(EDL)의 구조와 전위 분포는 전극 재료의 성능과 밀접한 관련이 있습니다.

또한, 센싱 전극 재료의 개발 및 활용은 고성능 YSZ 기반 혼합 전위형 암모니아 가스 센서 개발에 효과적인 방법이다[1].

현재 연구 상태에서 나트륨 이온 배터리를 위한 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 가진 고성능 전극 재료를 개발하는 것은 여전히 ​​과제입니다.